由帶電原子制成的量子計算機在執(zhí)行任何操作時都可以捕捉自身的錯誤，這是朝著更可靠、更實用的量子計算機邁出的有意義的一步。
常規(guī)計算機通常會標記并糾正自己的錯誤，因此要真正超越它們，量子計算機也必須這樣做。然而，量子效應可以使錯誤通過構(gòu)成這些設備的量子比特或量子比特快速級聯(lián)。
奧地利因斯布魯克大學的盧卡斯·波斯勒（LukasPostler）和他的同事們現(xiàn)在已經(jīng)構(gòu)建了一臺量子計算機，可以運行任何計算而不會出錯。
量子計算機的任何操作都可以分解為更簡單的計算，稱為量子門。這些可以應用于量子比特，方法是用激光撞擊它，改變它的量子態(tài)。研究人員創(chuàng)建了一組門，這些門是更復雜計算所必需的構(gòu)建塊，即使是最復雜的門也能保持無錯誤。
他們利用電場將14個鈣離子捕獲到位，形成兩個所謂的邏輯量子位，每個量子位由7個糾纏的離子組成。另外兩個量子位充當“標志”，讓計算機知道何時需要更正某些錯誤的計算。
“有了這組通用的門，你可以近似地計算出你可能想用量子計算機進行的每一個計算。”。研究人員證明，他們系統(tǒng)中的每個邏輯門都可以工作，從而減少了錯誤。
雖然這種設置可能對某些類型的量子計算機有用，但它可能不適用于更復雜的系統(tǒng)。在量子計算機中編程糾錯的難度因設備而異。對于使用超導量子比特的量子計算機，如谷歌的Sycamore，從一開始就進行糾錯的話，則需要比16個量子比特大得多的設備。
2021馬里蘭聯(lián)合量子研究所研究員在利用13個被捕獲的離子構(gòu)建了一個邏輯量子比特，由于糾錯，意外地準確存儲了數(shù)據(jù)，從而開啟這項技術方案大門。
期刊參考號：Nature，DOI:10.1038/s41586-022-04721-1
